微型塑料阻尼器一体化自动装配线控制系统设计

发布时间：2017-09-28 00:07

  本文关键词：微型塑料阻尼器一体化自动装配线控制系统设计

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【摘要】：HCL-02型塑料阻尼器的生产具有成本较低而产量大的特点,对于此类价值较低的零部件装配,目前大多数都是采用手工的装配方式。随着装配自动化在制造业越来越受重视。本文针对阻尼器的自动化装配设计一套控制系统,该系统能替代人工自动完成各个装配流程,并保证产品质量,改善劳动条件,提高劳动生产率,减低生产成本。装配自动化主要包括自动给料,自动传送,自动装配和自动控制四个方面。本文首先通过分析阻尼器的工艺结构和装配过程,将装配控制系统的控制任务分成了三个部分:上盘工作台子系统,下盘工作台子系统和包括阻力和高度测量的检测系统,各系统之间通过CAN总线相互联系。然后进行装配系统控制单元的设计,包括控制器选型与人机交互界面设计。对于CAN总线的通信,设计了控制系统中的节点的通信流程,通信数据帧的内容,包括报文ID标识符和通信内容的数据编码。通过控制细分驱动的步进电机和使用霍尔传感器实现工作台定位,通过控制微型气缸和注油机,超声波焊接机的开关动作流程实现整个装配流程的运行。在工序中的力矩检测和高度测量方面,设计了基于微型直流电机的阻力检测系统和基于电阻尺的高度测量系统,完成了这两个检测系统硬件电路和软件设计。搭建了控制系统的控制模型,在此基础上对各工序流程进行了运行动作仿真。对力矩和高度测量系统的精度进行了实验测试。验证了总体控制系统控制策略的可行性,硬件平台和软件平台的稳定性与可靠性。
【关键词】：装配流程控制 CAN总线 细分驱动 力矩检测
【学位授予单位】：江西理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TB497;TB535.1
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 绪论10-20
• 1.1 课题选题背景及意义10-11
• 1.2 课题国内外研究现状11-13
• 1.2.1 装配自动化国内发展现状11-12
• 1.2.2 装配自动化国外发展现状12-13
• 1.3 自动装配控制系统结构组成系统13-15
• 1.4 自动化装配线控制系统主要应用技术15-17
• 1.5 阻尼器装配控制系统关键技术分析17-18
• 1.6 本课题研究的主要内容18
• 1.7 论文整体安排18-19
• 1.8 本章小结19-20
• 第二章 装配流程分析与控制系统总体设计20-33
• 2.1 引言20
• 2.2 HCL-02 阻尼器简介20-21
• 2.3 阻尼器装配工艺流程分析21-22
• 2.4 阻尼器装配控制系统总体方案设计22-29
• 2.4.1 供料机构和传送机构方案22-24
• 2.4.2 装配机构控制方案24-27
• 2.4.3 检测机构控制系统方案27
• 2.4.4 控制器方案27-28
• 2.4.5 通信网络方案28-29
• 2.5 确定系统总体结构和控制流程29-30
• 2.6 装配时序分析30-32
• 2.7 本章小结32-33
• 第三章 装配主控系统设计33-43
• 3.1 引言33
• 3.2 控制单元硬件设计33-38
• 3.2.1 直流稳压电源模块33-34
• 3.2.2 STM32F103VET6 最小系统34-35
• 3.2.3 液晶触摸屏接口35-37
• 3.2.4 CAN总线收发器节点37-38
• 3.3 控制器单元部分软件设计38-42
• 3.3.1 显示触摸屏控制程序设计38-39
• 3.3.2 CAN总线通信节点软件设计39-42
• 3.4 本章小结42-43
• 第四章 间歇回旋工作台控制系统设计43-64
• 4.1 引言43
• 4.2 步进电机细分驱动43-45
• 4.3 霍尔传感器45
• 4.4 步进电机间歇旋转工作台硬件设计45-49
• 4.4.1 工作台步进电机选型46-47
• 4.4.2 步进电机细分驱动器47-49
• 4.4.3 霍尔传感器硬件电路49
• 4.5 旋转工作台的步进电机运动控制软件设计49-53
• 4.6 装配执行机构控制系统53-62
• 4.6.1 上盘工作台装配控制系统硬件设计53-56
• 4.6.2 上盘工作台装配控制流程软件设计56-58
• 4.6.3 下盘工作台装配控制系统硬件设计58-60
• 4.6.4 下盘工作台装配控制流程软件设计60-62
• 4.7 工作台人机界面设计62-63
• 4.8 本章小结63-64
• 第五章 基于微型直流电机的阻力检测系统设计64-83
• 5.1 引言64
• 5.2 阻力测量装置方案64
• 5.3 直流电机的运行分析64-69
• 5.4 阻力检测系统硬件电路设计69-74
• 5.4.1 恒流源相关电路70-73
• 5.4.2 测速回路设计73-74
• 5.5 阻力检测系统软件设计74-77
• 5.5.1 软件总体设计74-75
• 5.5.2 恒流源采样与调整程序设计75-76
• 5.5.3 测速相关程序设计76-77
• 5.6 电机转速与负载关系整定77-78
• 5.7 阻力检测装置精度测定试验78-79
• 5.8 微型直流电机转向和转速控制79-82
• 5.8.1 电机运动方向控制电路79-80
• 5.8.2 电机调速控制80-81
• 5.8.3 阻尼油摇匀控制流程81-82
• 5.9 本章小结82-83
• 第六章 基于电阻尺的阻尼器高度测量系统设计83-91
• 6.1 引言83
• 6.2 尺寸高度测量装置83-84
• 6.3 电阻尺测高度原理84-85
• 6.4 电阻尺测位移控制系统硬件电路设计85-87
• 6.4.1 恒压源电路设计85-86
• 6.4.2 电压采样电路设计86-87
• 6.5 电阻尺测位移控制系统软件设计87-88
• 6.5.1 步进电机丝杠控制软件设计88
• 6.5.2 位移测量控制系统软件设计88
• 6.6 高度测量系统调试88-89
• 6.7 检测系统人机界面89-90
• 6.8 本章小结90-91
• 第七章 总结与展望91-93
• 参考文献93-95
• 附录A 装配控制系统硬件电路图95-100
• 附录B 装配控制系统部分程序100-109
• 致谢109-110
• 攻读学位期间的研究成果110-111

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本文编号：932662